小功率调频发射机课程设计

小功率调频发射机课程设计小功率调频发射机课程设计一、 主要技术指标：1. 中心频率：012f MHz =2. 频率稳定度 40/10f f −∆≤3. 最大频偏10m f kHz ∆>4. 输出功率 30o P mW ≥5. 天线形式 拉杆天线（75欧姆）6. 电源电压 9cc V V =二、 设计和制作任务设计和制作任务：：1. 确定电路形式，选择各级电路的静态工作点，并画出电路图。

2. 计算各级电路元件参数并选取元件。

3. 画出电路装配图4. 组装焊接电路5. 调试并测量电路性能6. 写出课程设计报告书一、 设计设计方案方案方案通常小功率发射机采用直接调频方式，它的组成框图如下所示。

其中高频振荡级主要是产生频率稳定、中心频率符合指标要求的正弦波信号，且其频率受到外加音频信号电压调变；缓冲级主要是对调频振荡信号进行放大，以提供末级所需的激励功率，同时还对前后级起有一定的隔离作用，为避免级功放的工作状态变化而直接影响振荡级的频率稳定度；，功放级的任务是确保高效率输出足够大的高频功率，并馈送到天线进行发射。

上述框所示小功率发射机设计的主要任务是选择各级电路形式和各级元器件参数的计算。

1、调频振荡级由于是固定的中心频率，可考虑采用频率稳定度较高的克拉泼振荡电路。

克拉泼振荡器的特点是用一电容C3与原电路中的电感L 相串联后代替L ，功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性。

使振荡频率的稳定度得以提高。

2、缓冲级由于对该级有一定增益要求，考虑到中心频率固定，因此可采用以LC 并联回路作负载的小信号谐振放大器电路。

对该级管子的要求是()(35)2BR CEO CC f f V V γ≥−≥至于谐振回路的计算，一般先根据0f 计算出LC 的乘积值，然后选择合适的C 再求出L 。

C 根据本课题的频率可取100pF —200pF 。

3、 功放输出级为了获得较大的功率增益和较高的集电极效率，该级可采用共发射极电路，且工作在丙类状态，输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，从结构简单、调节方便起见，本课题可采用п型网络，计算元件参数时通常取1e Q 在10以内。

功放管要满足以下条件：0max()02(35)CN CN c BR CEO CC P P I i V V f f γ≥≥≥≥− 二、 电路电路考虑到变容二极管偏置电路简单起见，采用共基电路。

因要求的频偏不大，故采用变容二极管部份接入振荡回路的直接调频方式。

C3为基极高频旁路电容，R1、R2、R3、R4、R5为T1管的偏置电阻。

采用分压式偏置电路既有利于工作点稳定，且振荡建立后自给负偏置效应有篮球振荡幅度的稳定。

一般选C I 为3mA 左右，太小不易起振，太大输出振荡波形将产生失真。

调节C9、CP可使高频线性良好。

R7、R9为变容二极管提供直流偏置。

调制音L加到变容二极管改变振荡频率实现调频。

振荡电压经频信号C4、C电容C10耦合加至T2缓冲放大级。

T2缓冲放大级采用谐振放大，L2和C11应谐振在振荡载波频率上。

如果发现通过频带太窄或出现自激可在L2两端并联上适当电阻以降低回路Q值。

该级可工作于甲类以保证足够的电压放大。

T3管工作在丙类状态，既有较高的效率，同时可以防止T3管产生高频自激而引起的二次击穿损坏。

调节偏置电阻可改变T3管的导通角。

L3、L4、C15和C16构成π型输出回路用来实现阻抗匹配并进行滤波，即将天线阻抗变换为功放管所要求的负载值，并滤除不必要的高次谐波分量。

常用的输出回路还有L型、T型以及双调谐回路等。

图3—1 小型调频发射机参考电路三、元件清单元件清单序号 名称 规格 数量 名称 规格 数量 1 碳膜电阻 12Ω 1 13 瓷介电容 180pF(181) 1 2 碳膜电阻 100Ω 3 14 瓷介电容 220pF(221) 4 3 碳膜电阻 470Ω 1 15 瓷介电容 680pF(681) 1 4 碳膜电阻 1KΩ 1 16 瓷介电容 0.001μ(102) 1 5 碳膜电阻 1.2KΩ 1 17 瓷介电容 0.01μ(103) 3 6 碳膜电阻 10KΩ 4 18 瓷介电容0.1μ(104)2 7 碳膜电阻 20KΩ 1 19 变容二极管 B910 1 8 碳膜电阻 27KΩ 2 20 电感 100μH 1 9碳膜电阻200KΩ 1 21 中周 3 10 电解电容 100μF 1 22 三极管 9018 3 11 瓷介电容 47 pF123 万用板 1 12 瓷介电容100pF(101) 324漆包线其他其他测量仪器测量仪器测量仪器：：万用表、示波器、频率计、函数发生器四、制作调试制作调试：：自制前应先集齐所有元件，并对其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。

良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证，主要制作调试步骤如下： 1. 焊接制作电路板：焊接电路板有许多需要注意的地方，电路板焊接的好坏直接关系着实验的成败a)要先检查所有的元件是否可用，C9018应分清基极，集电极，发射极，变容二极管要使用万用表区分好正负极，避免接线时出现错误b)排版时要注意横平竖直，最好将三个三极管平行放置，这样易于测试c)焊接时要注意防止虚焊，电容电感尽量卧式安装，焊接完成后尽量缩短高频部分的元件引线，但不用剪太短，否则不容易更改d)接地线时不能贪图省事，用锡一直拉一排连接各管脚的地这样不易更改线路，应仍使用导线连接，便于修改e)绕中周时应有规律的绕，均匀的绕，从下到上或者从上到下，切不可上面绕几圈下面绕几圈，这样在调节的时候会出错，焊接漆包线时一定要将焊接处的漆刮干净，最好用火烧，绕完后要用万用表测试其是否导通f)电源线和地线排放的位置不能靠太近，否则用鳄鱼夹加电时易发生短路碰电2.给电路板通电，电压为9V。

将各级断开，分级测试，分别测试各个三极管的各管脚电压，根据理论分析值判断是否正确。

然后测第一级输出，调节L1使其达到频率12MHz，电压峰峰值2.4伏左右，测第二级时在T2基极处用函数发生器输入一频率12M，电压峰峰值2伏的信号，调节L2使其输出达最大值约9.2伏左右。

3.将断开处从新连接好，天线接示波器，反复调节L1、L2、L3，必要时对各级的谐振电容进行调节，使输出频率达到要求，并出现无较大失真的正弦波。

4.不起振或振荡弱；若输出功率小，若能保证元件的质量，则按以下步骤排除故障：1，调振荡级偏置电阻；2，改变C2容量一试，如果上述方法不能解决，也有可能是元件布局不合理引起，可重新对电路板进行布线。

5.连接频偏仪测出角频偏问题分析与解决五、问题分析与解决1：由于虚焊，导致电路板运行不稳定，输出频率与电压值经常发生跳变，为了解决虚焊问题，电路板不加音频信号，加上9V电压并接地，同时在输出级用示波器观察，接触各个焊点，如果示波器的波形发生跳变，则表示这点很可能发生虚焊，逐一修改2.虚焊问题解决后我们发现电路板的中心频率达不到要求，最低只能达到13MHz左右，而试着拆下中周重新绕漆包线，由于频率高于要求指标，增加了线圈数，频率这次最低可以跳到10MHz，经过数次调整，达到的要求的12MHz。

再次调试时C9018静态工作点出现问题，没有达到理论值的4V，负载处输出也达不到指标水平。

尝试了将Rb和L3间的电阻短接，在C9018发射极并上小电阻，依然没有明显成效，后来经老师指点，换了多种方法，最后在R11处并了3个200欧电阻，调节L1 L2L3，终于使各项指标达到要求，最后测得Vpp=5.00v，中心频率为12.017MHz，频偏65kHz，完成了相应的技术调试测试结果六、测试结果理论值实际值频率f0（MHz）12 12.01最大频偏△f m+80KHz 65KHz幅度V 5.1V实验小结七、实验小结本次课程设计是关于小功率调频发射机工作原理分析及其安装调试。

从开始的焊接到后面的调试，都出现了大大小小的问题，也从中学到了不少的东西。

在最初的焊接电路的时候并没感觉太大的难度，元件数量并不是很多，线路也不是很复杂，但焊接完成后在测试时却遇到了相当大的困难。

在测试第一级起振时发现不能够起振，检查后发现是中周的引脚接触不良，最后重新将各级的中周重新焊接牢固并检测导通之后再测试电路，即可振荡。

在未加天线电阻的情况下，测量输出级，频率也可稳定在12MHZ，于是将100欧的电阻一只引脚焊接在电路板上，另外一只引脚直接连接在连接地线的鳄鱼夹上，虽然频率仍可稳定在12M，但电压已经明显下降。

之后的困难就在于调整电路，使输出功率达到额定的要求尝试过很多方法，重新缠绕中周，更换部分元件，测量各级的工作点，最终找到了方法，即将输出级的将输出端的C13（680p）的电容换成一个220p的电容，电压值得到明显的提高。

此外，在T2发射极的反馈电阻R11（470Ω）两端并联三个200Ω的电阻，通过牺牲反馈以达到提高功率的作用。

虽然这样使电压达到了额定的要求，但波形出现了一定程度的失真，波峰处总会出现一段凹陷，检查电路也没有错误，经过仔细检查，发现从第一级振荡起波形就有轻微失真，经过三级的放大后，波形失真逐渐加剧，最终出现了明显的失真。

经判断，可能由于部分元件为了方便布线时，将引脚拉的过长，可能因此产生了干扰，于是决定重新制作一块电路板。

重新找齐元件后，便焊接了第二块电路板。

这次的制作，特别注意了元件焊接时尽可能的将元件引脚以最短的方式排放。

在上述的电路修改部分也直接将电路改动焊接在内，将100欧电阻直接焊接在电路板上，后经过测试，一级起振，二级正常工作，但三级出现了波形严重失真，经检查发现是由于焊接时粗心少焊接了一条线路。

改正电路之后，经过调试三级中周，顺利的达到了额定的功率要求。

焊接电路是这次设计过程中相当重要的部分。

虽然12MHZ的频率并不非常高，但较差的工艺，仍会对信号的波形产生较大的影响。

此外，在调整中周的过程中，第一级与第二级都可起到调整频率的作用。

同时当两中周达到谐振状态时便可达到电压的最大，提高输出功率。

同时，由于第三级中周的谐振作用，可对输出功率起到明显的影响。

但由于功率过高时会出现严重失真，故只好通过牺牲增益来取得不失真的信号。

通过这次设计，使我对调频发射机的工作原理与制作调试过程有了更深入的了解与认识。

设计一个好的电路需要极为扎实的专业知识与聪明的头脑，也需要不断的学习与努力。

我在今后的学习过程中，会不断补充所缺乏的知识并不断学习新的知识，为将来设计出更好的电路做好准备！。